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新疆和田、哈密和阿勒泰市居民指甲中氢、氧稳定同位素的比较

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人类学学报 2021年第5期40卷 888-894页

作者：何欣龙梅宏成王继芬朱军郭鹏然胡灿何亚龚晓晓胡展纶中国人民公安大学北京102600 公安部物证鉴定中心北京100038 广东省测试分析研究所广东省化学危害应急检测技术重点实验室广州510070 新疆警察学院乌鲁木齐830013 吉林省长春市公安局经济技术开发区公安分局长春130000

在法庭科学研究领域,指甲作为一种新型生物信息载体,在物证信息挖掘方面具有重要的价值。人生命活动中摄入的氢、氧主要来源于饮用水、摄入的食物和空气等,其中的氢、氧稳定同位素比值信息会被指甲角蛋白记录并保存下来,这些信息可以用... 详细信息

在法庭科学研究领域,指甲作为一种新型生物信息载体,在物证信息挖掘方面具有重要的价值。人生命活动中摄入的氢、氧主要来源于饮用水、摄入的食物和空气等,其中的氢、氧稳定同位素比值信息会被指甲角蛋白记录并保存下来,这些信息可以用于推断人的生活地域变化情况,在个体身份的排查工作中具有重要的作用。本文借助元素分析-稳定同位素比质谱技术(EA-IRMS)对新疆和田、哈密和阿勒泰3个城市常住居民指甲中氢、氧稳定同位素比值进行了分析,并借助判别分析模型对指甲样本的氢、氧稳定同位素比值进行了模式识别。结果表明,3个不同城市常住居民指甲氢、氧稳定同位素比值存在一定的差异;和田指甲样本δ^(2)H值与哈密、阿勒泰有明显差异;哈密指甲样本δ^(2)H值与阿勒泰重叠范围宽,差异较小;3个城市δ^(18)O值分布均有重叠,无明显的差异。在判别模型中,通过判别函数f(x,y)=0.992x+0.046y和判别函数f(x,y)=-0.198x+1.009y对3个市共计85份样本进行判别分析,总体分类准确率为95.29 %,9个验证样本均实现了准确的归类和判定。本文研究表明,不同城市居民指甲中的氢、氧稳定同位素比值是存在一定差异的,采用EA-IRMS结合判别分析能初步实现不同城市居民的区分。

关键词：氢、氧稳定同位素指甲溯源法庭科学

人指甲中氢、氧稳定同位素在法医学领域的应用

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人类学学报 2020年第3期39卷 483-494页

作者：何欣龙梅宏成王继芬朱军刘昌景胡灿何亚张秀梅何玉录中国人民公安大学侦查与刑事科学技术学院北京102600 公安部物证鉴定中心北京100038 南京森林警察学院南京210023

氢、氧稳定同位素作为一类化学示踪物质,在地理科学、环境生态和法庭科学等领域均有应用。在法庭科学研究领域,指甲作为一种记录人在不同时段内摄入氢、氧稳定同位素情况的载体,在推断人的生活地域变化轨迹方面具有很大的潜力,具有广阔... 详细信息

氢、氧稳定同位素作为一类化学示踪物质,在地理科学、环境生态和法庭科学等领域均有应用。在法庭科学研究领域,指甲作为一种记录人在不同时段内摄入氢、氧稳定同位素情况的载体,在推断人的生活地域变化轨迹方面具有很大的潜力,具有广阔的应用前景。本文从氢、氧稳定同位素溯源的基本原理,人指甲中氢、氧稳定同位素前处理方法和检验方法,人指甲氢、氧稳定同位素溯源技术的法医学应用等方面展开综述,并对稳定同位素溯源技术的发展等方面做了简要展望。

关键词：氢、氧稳定同位素人指甲法庭科学

不同城市居民指甲中氢、氧稳定同位素分析研究

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不同城市居民指甲中氢、氧稳定同位素分析研究

作者：何欣龙中国人民公安大学

学位级别：硕士

随着司法鉴定制度的逐步完善和溯源技术的不断发展,稳定同位素分析技术在人生活时空信息推断方面扮演着愈发重要的角色。其中氢、氧稳定同位素作为一类化学示踪物质,在地理科学、环境生态和食品溯源等领域均有应用。在法庭科学研究领域... 详细信息

随着司法鉴定制度的逐步完善和溯源技术的不断发展,稳定同位素分析技术在人生活时空信息推断方面扮演着愈发重要的角色。其中氢、氧稳定同位素作为一类化学示踪物质,在地理科学、环境生态和食品溯源等领域均有应用。在法庭科学研究领域,指甲作为一种记录人在不同时段内摄入氢、氧稳定同位素情况的载体,具有不怕污染、易收集和储藏、检测窗口时限长、样本清洁安全等诸多优点,在推断人的生活时空信息方面具有很大的潜力,应用前景广阔。有鉴于此,研究并建立基于指甲中氢、氧稳定同位素分析的人生活时空信息溯源方法具有十分重要的实践意义。本文采集了我国9座城市280份居民的指甲样本,通过元素分析-稳定同位素比质谱仪测定了指甲样本中的δH值和δO值,同时借助化学计量学方法构建了3种分类模型,对各样本在地域方面存在的差异性进行了分析与解读。本研究从样品量、标准品、前处理方法和检测条件四个方面考察并优化了人指甲中氢、氧稳定同位素比值检验方法。其中前处理方法包含清洗、干燥和贮藏三个方面,检测条件包含燃烧管温度和色谱柱温度两个方面。最终选择样品量为300±10μg,标准品为北美驯鹿蹄角蛋白(CBS),条纹羚角角蛋白(KHS)和西藏人头发粉末(USGS42)。首先采用甲醇/氯仿混合液(2:1,v/v)和去离子水依次清洗各指甲样品,而后烘干各样品(80℃下烘干3.5 h),接着用银杯包裹好标准品与样品,将其一同置于贮藏箱贮藏7天,最后采用Flash2000元素分析仪和253Plus稳定同位素比质谱仪进行检测,选择燃烧管温度为1300℃,色谱柱温度为80℃。结果表明,不同城市间居民指甲样品中的δH值和δO值存在一定差异,这与海拔、纬度、距海岸线远近等因素相关。鉴于通过指甲中δH值和δO值数据直接区分存在一定的困难,本文结合化学计量学分析方法,以指甲中δH值和δO值为基础,通过建立Fisher判别分析、径向基函数神经网络和K近邻分析3种分类模型,开展对不同城市样本间的进一步区分与归类。3种分类模型对各样本的区分能力均有不同,其总体分类准确率、精确率、召回率以及F值各有差异。KNN分类模型对9座城市指甲样品的总体分类准确率最高,F值最为理想,它可作为区分9座城市指甲样品的最佳模型。

关键词：法庭科学氢、氧稳定同位素人指甲化学计量学地域区分

厦门沿岸地区大气降水中氢、氧稳定同位素组成及其影响因素

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海洋学研究 2010年第1期28卷 11-17页

作者：陈锦芳曹建平黄奕普厦门大学海洋系福建厦门361005 集美大学生物工程学院福建厦门361021

利用2004年4月至2006年4月采集于厦门沿岸地区的44个雨水样品,对降水中的氢、氧同位素组成及其影响因素进行了分析和研究,结果表明:(1)厦门沿岸地区大气降水中δ18O值为-10.30‰～-0.13‰,平均值为-3.67‰;δD值为-74.7‰～7.3‰,平均值... 详细信息

利用2004年4月至2006年4月采集于厦门沿岸地区的44个雨水样品,对降水中的氢、氧同位素组成及其影响因素进行了分析和研究,结果表明:(1)厦门沿岸地区大气降水中δ18O值为-10.30‰～-0.13‰,平均值为-3.67‰;δD值为-74.7‰～7.3‰,平均值为-20.5‰,均处于全球及国内降水中δ18O和δD值的变化范围内。(2)厦门沿岸地区大气降水中的δ18O和δD值受纬度效应影响。(3)厦门沿岸地区大气降水中δ18O和δD值的季节差异较大,季风气候及其导致的降雨量效应是影响该地区δ降水值季节变化的主要因素。(4)降水中的氘过剩值(d值)为1.21‰～17.10‰,平均值为8.87‰,小于世界大部分区域雨水中的d值,说明厦门沿岸地区的降水源区蒸发速率比较缓慢,降水云团主要来自海洋汽团。(5)厦门沿岸地区大气降水线为:δD=7.67δ18O+7.68(p<0.0001,R2=0.9876),与全球及国内的降水线接近,说明雨滴在降落过程中存在一定的再蒸发过程,该特征在夏季较显著。

关键词：大气降水氢、氧稳定同位素厦门沿岸地区

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卧龙降水稳定同位素与季风活动的关系

环境科学 2008年第4期29卷 1007-1013页

作者：徐振刘玉虹王中生崔军徐庆安树青刘世荣南京大学生命科学学院森林生态与全球变化实验室中国林业科学院森林生态环境与保护研究所北京100093

2003-07-2004-07在四川卧龙自然保护区对逐次降水事件进行采样,分析了降水的稳定同位素特征及其与降水量、气温和风向风速等气象参数的关系.结果表明,4-8月降水的过量氘（d-excess）值为（8.4±7.4）‰,降水由东亚季风带来的大洋水汽主... 详细信息

2003-07-2004-07在四川卧龙自然保护区对逐次降水事件进行采样,分析了降水的稳定同位素特征及其与降水量、气温和风向风速等气象参数的关系.结果表明,4-8月降水的过量氘（d-excess）值为（8.4±7.4）‰,降水由东亚季风带来的大洋水汽主导;9-10月降水的d-excess值为（-7.4±12.5）‰,降水由南亚季风带来的经过强烈分馏作用的大洋水汽主导;11月-次年3月降水的d-excess值为（12.5±12.1）‰,降水由本地蒸发水汽以及西风环流带来的内陆蒸发水汽主导.季风期降水的δD和δ^18O具降水量效应（r分别为-0.389、-0.380,p〈0.05）,次一级是气温影响（p≤0.10）.季风期降水的δD、δ^18O与南风指数呈显著负相关（r分别为-0.354、-0.390,p〈0.05）,表明降水中的稳定同位素比率对水汽来源与运输过程指示性很强,特别是南亚季风的暴发带来了稳定同位素比率和d-excess值都极低的降水.

关键词：降水氢、氧稳定同位素过量氘季风南风指数卧龙自然保护区

南小河沟流域地表水和地下水的稳定同位素和水化学特征及其指示意义

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环境科学 2020年第2期41卷 682-690页

作者：郭亚文田富强胡宏昌刘亚平赵思晗首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 清华大学水利水电工程系北京100084 首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048

南小河沟流域为典型的黄土高原沟壑区,本文分析了该流域地表水和地下水的氢氧稳定同位素和水化学特征,揭示了地表水与地下水之间的相互关系.结果表明,大气降水的δD和δ18O值呈现春夏高,秋冬低的季节变化特征.水库水的δD和δ18O值的季... 详细信息

南小河沟流域为典型的黄土高原沟壑区,本文分析了该流域地表水和地下水的氢氧稳定同位素和水化学特征,揭示了地表水与地下水之间的相互关系.结果表明,大气降水的δD和δ18O值呈现春夏高,秋冬低的季节变化特征.水库水的δD和δ18O值的季节性变化规律呈现夏秋高、冬春低的特征.地下水的δD和δ18O值季节性变化规律相对不显著.流域内地表水和地下水水化学类型主要为Na·Mg-HCO3型.地表水和地下水电导率的季节性变化规律均呈现冬季高、夏季低的特点.当地大气降水和深层地下水可能是南小河沟流域内地表水(水库水、沟道水)和泉水的主要补给来源.流域内的常流泉可能主要由深层地下水补给,而季节泉,例如,董庄沟和杨家沟的源头泉则可能是由深层地下水和当地大气降水共同补给.

关键词：氢、氧稳定同位素水化学电导率地表水和地下水黄土高原沟壑区

极端降水条件下白洋淀主淀区水化学特征及水质变化

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湖泊科学 2022年第6期34卷 1968-1979页

作者：韩玉丽卜红梅中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程院重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

极端降水是影响水环境质量的重要气象因素之一,随着全球气候变暖,极端降水事件的频率和量级呈显著上升的趋势,对湖泊水化学和水环境产生了深刻的影响.白洋淀是华北地区重要的湖泊型湿地和生态功能区,为查明极端降水条件下白洋淀主淀区... 详细信息

极端降水是影响水环境质量的重要气象因素之一,随着全球气候变暖,极端降水事件的频率和量级呈显著上升的趋势,对湖泊水化学和水环境产生了深刻的影响.白洋淀是华北地区重要的湖泊型湿地和生态功能区,为查明极端降水条件下白洋淀主淀区的水化学和水质特征,本研究利用Piper三线图、Gibbs图和多元统计方法阐明了白洋淀极端降雨后的水化学特征、氢氧稳定同位素特征和水质空间变化,揭示了极端降水条件对白洋淀主淀区水化学和水质的影响.结果表明:(1)在极端降水条件下,白洋淀主淀区湖水呈弱碱性,水化学类型主要为Ca-HCO_(3)·SO_(4)型,极端降水减弱了蒸发结晶作用和人类活动等因素对白洋淀主淀区湖水水化学组成的影响.极端降水是导致白洋淀主淀区pH、电导率和总溶解性固体发生大幅度变化的原因之一.(2)极端降水条件下白洋淀主淀区湖水的δ^(2)H和δ^(18)O值的范围分别为-60.86‰~-35.01‰和-8.84‰~-3.45‰,其值均与水深呈显著负相关.极端降水使得白洋淀主淀区湖水的氢、氧稳定同位素贫化,但对其空间分布的影响不大,湖水氢、氧同位素关系受降水本身氢、氧同位素关系的影响更为强烈.强降水引起白洋淀的水深突然增加,导致湖水受到的蒸发分馏作用影响减弱.(3)极端降水增加了面源污染扩散的速度,导致白洋淀主淀区湖水中的氨氮、硝态氮和总磷等营养物质浓度升高,白洋淀大气降水中的氨氮也可能导致极端降水条件下主淀区湖水中氨氮浓度升高,而上游水库为了应对强降雨事件进行的调蓄放水使得白洋淀东北部水质有所改善.该研究为白洋淀的生态修复治理和雄安新区的生态系统管理提供了科学依据.

关键词：极端降水水化学特征氢、氧稳定同位素水质白洋淀

黄土丘陵区优势造林树种水分来源对季节性干旱的响应

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生态学报 2022年第10期42卷 4101-4112页

作者：吴旭牛耀彬荀梦瑶金俊逸李娜艳唐亚坤陈云明山西农业大学资源环境学院太谷030801 西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

黄土丘陵区处于季节性干旱生态脆弱地带,探明水分环境变化对区域优势造林树种水分来源的影响,对干旱区植物水分利用及其共生关系具有重要意义。以该地区广泛种植的沙棘(Hippophae rhamnoides)+油松(Pinus tabuliformis)、沙棘(***)+刺槐... 详细信息

黄土丘陵区处于季节性干旱生态脆弱地带,探明水分环境变化对区域优势造林树种水分来源的影响,对干旱区植物水分利用及其共生关系具有重要意义。以该地区广泛种植的沙棘(Hippophae rhamnoides)+油松(Pinus tabuliformis)、沙棘(***)+刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林(H_(r)P_(t),H_(r)R_(p))及沙棘(H_(r))、油松(P_(t))和刺槐(R_(p))纯林为对象,测定其茎秆水、土壤水和降水稳定同位素组成,采用IsoSource模型量化水分来源,相似性比例指数(PS)定量分析共生植物间水分利用关系。结果表明:(1)旱季,同一树种纯林和混交林间吸水层位存在差异,纯林中主要利用0-100 cm土层土壤水,其中H_(r)和R_(p)对40-100 cm的利用率为46.8%和43.8%,P_(t)对0-40 cm为83.9%;混交林中则更倾向于利用40-200 cm,其中H_(r)P_(t)(沙棘)对100-200 cm为58.8%,H_(r)P_(t)(油松)对40-100 cm为47.4%;H_(r)R_(p)(沙棘)对100-200 cm为58.2%,H_(r)R_(p)(刺槐)对100-200 cm为65.3%。(2)湿润季,纯林和混交林中各树种主要利用0-100 cm土层土壤水,利用率均在70%以上。(3)旱季PS指数显著大于湿润季,且H_(r)R_(p)的PS指数最大,表明沙棘和刺槐之间存在水源竞争现象。综上,相比H_(r)R_(p),H_(r)P_(t)中共生植物间主要通过水分利用空间上的差异应对季节性干旱,使其组成的生态系统更好地适应区域脆弱的生态环境。研究结果可为区域退化生态恢复与重建及干旱适应性措施体系构建等提供依据。

关键词：黄土丘陵区水分来源混交林氢、氧稳定同位素沙棘油松刺槐

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黄河三角洲贝壳堤土壤水潜在水源研究

湿地科学 2017年第6期15卷 829-833页

作者：付战勇孙景宽李传荣刘京涛杨红军屈凡柱董林水李田山东农业大学林学院山东泰安271018 滨州学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室山东滨州256603

通过分析黄河三角洲贝壳堤4处采样地0~80 cm深度土壤p H、含盐量、含水量和氢、氧稳定同位素垂直分布特征,研究黄河三角洲贝壳堤土壤水的潜在水源,为该区植物恢复提供理论依据。研究结果表明,各采样地的土壤p H都偏碱性,滩脊采样地的土... 详细信息

通过分析黄河三角洲贝壳堤4处采样地0~80 cm深度土壤p H、含盐量、含水量和氢、氧稳定同位素垂直分布特征,研究黄河三角洲贝壳堤土壤水的潜在水源,为该区植物恢复提供理论依据。研究结果表明,各采样地的土壤p H都偏碱性,滩脊采样地的土壤p H高于其它采样地;向陆侧采样地的土壤含盐量最高,滩涂采样地的次之,向海侧和滩脊采样地的较低;随着土壤深度的增加,各采样地的土壤含水量都波动增大,滩涂和向陆侧采样地土壤含水量高于向海侧和滩脊处采样地。随着土壤深度的增加,滩涂、滩脊和向海侧采样地土壤水的δD值和δ18O值波动减小。在向陆侧采样地,积水通过入渗补给了0~40 cm深度的土壤水,而60~80 cm的深层土壤水则受到海水补给;海水对滩涂、向海侧和滩脊采样地的60~80 cm深度土壤水有一定的补给作用。

关键词：土壤水盐土贝壳砂贝壳堤氢、氧稳定同位素黄河三角洲